JP2015534005A5 - - Google Patents
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Description
高リフトラッチ制限
図24には、ラッチ200が外側アーム120と係合する高リフト事象が示されている。バルブバネ114により付勢される力に抗してバルブが開放されると、ラッチ200は、その力を内側アーム122から外側アーム120に伝達する。バネ114の力がラッチ200により伝達されると、ラッチ200は、その伸長位置にロックされることになる。この条件において、高リフトモードから低リフトモードへの切換を試みている間に、OCVの切換を行うために印加される作動油圧は、ラッチ200をロックし、それが退縮することを妨げている力に勝つには不十分である。この条件は、高リフト事象が終了し、ラッチ200が無負荷状態になる基礎円動作863が開始する(図23)前に、圧力印加が可能となることによって、全スイッチングウィンドウを延長させるものである。ラッチ200上の力が解除されるときに、切換事象を直ちに開始することができる。
The high-lift latch restriction 24, the latch 200 is shown a high-lift event which engages the
ここで、図4及び図25Aに示すように、カムシャフトの回転とラッチ200の移動のタイミングが一致して、ラッチ200に一端で負荷が印加され、そこでラッチが外側アーム120上に部分的にのみ係合した場合、臨界的シフトが発生する場合がある。一旦、高リフト事象が開始すると、ラッチ200は、外側アーム120から滑って外れる可能性がある。これが発生すると、内側アーム122が、バルブバネ114の力によって加速されて、ローラー128と低リフトカムローブ108との間に衝突を生じさせることになる。臨界的シフトによって、ロッカーアームアセンブリ100及びバルブの移動の制御に瞬時的な損失が発生し、また、システムに衝撃が発生するため、臨界的シフトは望ましくない。DVVLスイッチングロッカーアームは、寿命分の臨界的シフトの発生に応じるように構成された。
Here, as shown in FIGS. 4 and 25A, the camshaft rotation and the movement timing of the latch 200 coincide with each other, and a load is applied to the latch 200 at one end, where the latch is partially on the outer arm 120. If only engaged, a critical shift may occur. Once the high lift event begins, the latch 200 may slip off the outer arm 120 . When this occurs, the inner arm 122 is accelerated by the force of the
ねじりバネ134、136を形成するためのワイヤ396、397の表面に投射物を衝突させること、または「ショットピーニング」が、ワイヤ396、397の表面に残留圧縮応力を付加するために使用される。次いで、ワイヤ396、397は、巻回されてねじりバネ134、136となる。このようなショットピーニングにより、結果として生じるねじりバネ134、136は、ショットピーニングを行うことなく形成された同等のバネよりも大きな引張応力を受け入れることが可能となる。 Projectile impingement on the surface of the wires 396, 397 to form the torsion springs 134, 136, or “shot peening”, is used to apply residual compressive stress to the surfaces of the wires 396, 397. Next, the wires 396 and 397 are wound to become torsion springs 134 and 136 . Such shot peening allows the resulting torsion springs 134, 136 to accept greater tensile stress than equivalent springs formed without shot peening.
ダイアモンドライクカーボンコーティング(DLC)によって、摩擦を低減し、同時に、スライダーパッド130、132が必要な損耗特性及び負荷特性を備えることにより、例示したスイッチングロッカーアーム100の動作が可能となる。容易に理解されるように、DLCコーティングの利点は、このアセンブリまたは他のアセンブリの任意の部品面(例えば、ピボット軸面160、162、図19に示す外側アーム120上)に応用することができる。
The diamond-like carbon coating (DLC) reduces friction, and at the same time, the slider pads 130 and 132 have the necessary wear and load characteristics, thereby enabling the illustrated switching
4.5.2 ラッチピン機構
ロッカーアームアセンブリ100のラッチピン機構201は、高リフトモードから低リフトモードへ、及び、低リフトモードから高リフトモードへ、機械的に切換える手段を与える。ラッチピン機構は、通常は未ラッチ状態にあるか、または、ラッチ状態にあるように構成することができる。いくつかの好適な実施形態について説明する。
4.5.2 latch pin mechanism
ここで、図43、図47、及び図48に示すように、個々の部品及びサブアセンブリの設計及び組立ての変化は、切換タイミングの仕様を満たすラッシュ値の行列を生成し、上述した必要な一定速度の切換領域を低減することができる。例えば、1つのラッチピン200の自己整列の実施形態には、機能するために、10ミクロンの最小のラッチラッシュ602を必要とする形状が含まれる。修正改善されたラッチ200は、自己整列機能なく構成され、5ミクロンのラッチラッシュを要するように設計することができる。この設計変更は、全ラッシュを5ミクロン分低減させ、バルブリフトのプロファイル660に必要な無リフト部661が低減する。
Here, as shown in FIG. 43, FIG. 47, and FIG. 48, the design and assembly changes of the individual parts and subassemblies generate a matrix of rush values that meet the switching timing specifications, and the required constants described above. The speed switching area can be reduced. For example, a self-aligning embodiment of one latch pin 200 includes a shape that requires a minimum latch rush 602 of 10 microns to function. Latch 200 Fixed improved is configured without self Alignment feature, it can be designed to require a
DVVLスイッチングロッカーアームの耐久性は、継続性能(すなわち、適切なバルブ開放及び閉止)と損耗測定とを組みあせて実施することによって査定される。損耗は、システム内の機械的ラッシュの相対量に沿って、DVVLスイッチングロッカーアーム上の材料、特にDLCコーティングの損失を定量化することによって査定される。上述したように、ラッチラッシュ(図43)は、内側及び外側アームの間のラッチピンの移動を許容するために必要であり、エンジン電子制御装置(ECU)によって指令されたときに、高リフトモード及び低リフトモード運転の両方を可能にする。任意の理由によるDVVLロッカーアーム上のラッシュの増大は、使用可能なリフトなしランプ661(図48)を低減し、バルブトレインの高加速が生じる。機械的ラッシュに関する損耗の仕様は、寿命の終了時における所望の動的性能を維持するために制限組み込み部品を許容するように、設定される。 The durability of the DVVL switching rocker arm is assessed by a combination of continuous performance (ie, proper valve opening and closing) and wear measurement. Wear is assessed by quantifying the loss of material on the DVVL switching rocker arm, especially the DLC coating, along the relative amount of mechanical lash in the system. As described above, it latches Rush (Figure 43) is required to allow movement of the latch pin between the inner and outer arms, when commanded by the engine electronic control unit (ECU), the high-lift mode And low lift mode operation. Increased rush on DVVL rocker arm by any reason, to reduce the available lift tooth ramp 661 (FIG. 48), a high acceleration occurs in the valve train. Wear specifications for mechanical lash are set to allow limited built-in parts to maintain the desired dynamic performance at the end of life.
例えば、図43に示すように、ロッカーアームアセンブリの接触面間の損耗は、ラッチラッシュ602、カムシャフトラッシュ610、及び結果として生じる全ラッシュを変化させる。これらのそれぞれの値に影響する損耗は、次のものである。1)ローラー128(図15)とカムローブ108(図4)の間の界面の損耗は、全ラッシュを低減する。2)スライド面、スライダーパッド130、132(図15)とカムローブ104、106(図4)との間のスライド面の損耗は、全ラッシュを増大させる。3)ラッチ200とラッチパッド面214との間の損耗は、全ラッシュを増大させる。ベアリング界面の損耗は、全ラッシュを低減させ、ラッチとスライダー界面の損耗は、全ラッシュを増大させる。全体的な損耗は、正味の全ラッシュが、ロッカーアームアセンブリの寿命に渡って最小化されるものである。 For example, as shown in FIG. 43, wear between the contact surfaces of the rocker arm assembly changes the latch lash 602, the camshaft lash 610, and the resulting total lash. The wear that affects each of these values is as follows. 1) Wear at the interface between roller 128 (FIG. 15) and cam lobe 108 (FIG. 4) reduces total lash. 2) Sliding surface wear between the sliding surfaces, slider pads 130, 132 (FIG. 15) and cam lobes 104, 106 (FIG. 4) increases the total lash. 3) Wear between the latch 200 and the latch pad surface 214 increases total lash. Wear at the bearing interface reduces total lash, and wear at the latch and slider interface increases total lash. Overall wear, the total lash net is intended to be minimized over the life of the rocker arm assembly.
図17には、バルブ閉止変位を診断するための1つの切換サイクルシステムを表す診断ウィンドウが示されている。OCVは、制御システムにより指令されると、OCVアーマチャを移動させ、これは、OCV電流追跡881によって表される。OCVの制御ギャラリー内における下流方向への作動油の流れは、圧力曲線880によって示されるように、増大し、これによって、ラッチピンが駆動されて、高リフト状態から低リフト状態への変化が発生する。 FIG. 17 shows a diagnostic window representing one switching cycle system for diagnosing valve closing displacement. When OCV is commanded by the control system, it moves the OCV armature, which is represented by OCV current tracking 881. The downstream hydraulic fluid flow in the OCV control gallery increases as shown by the pressure curve 880, which drives the latch pin and causes a change from a high lift state to a low lift state. .
下位システムの試験
切換(スイッチング)耐久性
切換耐久試験は、SRFFを、ラッチ状態から未ラッチ状態へ、そしてまたラッチ状態に戻るというサイクルで3百万回動作させることによって、切換機構を評価する。この試験の主要の目的は、ラッチ機構を評価することである。試験サイクルの50%は低リフトモードであるため、ねじりバネに関する追加の耐久性情報が得られる。
Test changeover (switching) Durability switching endurance test of the lower system, the SRFF, from the latch state to the unlatched state, by operating 3 million times a cycle of returning to Soshitema was latched state, to evaluate the switching mechanism . The primary purpose of this test is to evaluate the latch mechanism. Since 50% of the test cycle is in the low lift mode, additional durability information about the torsion spring is obtained.
アイドル速度耐久性
アイドル速度耐久試験は、引く作動油圧及び高い作動油温度によって生じる限界潤滑条件をシミュレートする。この試験は、スライダーパッド及びベアリング、バルブパレットに対するバルブ先端、及びボールプランジャーに対するボールソケットの損耗を評価するために使用される。リフト状態は、試験を通じて、高リフトまたは低リフトとのいずれかに一定に維持される。全機械的ラッシュは、周期的検査間隔で測定され、損耗の主要な測定値である。
Idle Speed Endurance The idle speed endurance test simulates the critical lubrication conditions caused by the hydraulic pressure pulled and the high hydraulic fluid temperature. This test is used to evaluate the wear on the slider pad and bearing, the valve tip against the valve pallet, and the ball socket against the ball plunger. The lift state is kept constant at either high or low lift throughout the test. Total mechanical lash is measured at periodic inspection intervals and is the primary measure of wear.
バルブトレインのダイナミクスの試験は、バルブトレインの性能を評価するために実行された。この試験は、全機械的ラッシュの公称値及び制限値で実行された。公称値の場合について説明する。1000rpmから7000rpmの速度掃引が実行され、エンジン回転速度毎に30回のバルブ事象が記録された。ダイナミクスデータの後処置によって、バルブ閉止速度及びバルブバウンスが計算することができる。SRFFの外側アーム及び内側アームに取り付けられたひずみゲージは、全てのエンジン回転速度で、バルブトレインの構成要素間の分離またはHLAの「ポンプアップ」を防止するために十分な負荷を示している。ポンプアップは、HLAが、バルブがカムシャフトの基礎円上で開放されたままになるバルブバウンスまたはバルブのたわみを補償するときに発生する。エンジン回転速度の範囲にわたる分布を理解に供するために、最小、最大、及び平均の閉止速度が示されている。高リフト閉止速度が、図67に示されている。高リフト閉止速度は、設計目標(ターゲット)を満たしている。値の範囲は、7500rpmにおける最小値と最大値との間で、目標の範囲内に確実に留まりつつ、近似的に250mm/sだけ変動する。 A test of the valve train dynamics was performed to evaluate the performance of the valve train. This test was carried out at nominal and limit values for the total mechanical rush. The case of nominal values will be described. A speed sweep from 1000 rpm to 7000 rpm was performed and 30 valve events were recorded for each engine speed. By post-processing the dynamics data, the valve closing speed and valve bounce can be calculated. The strain gauges attached to the outer and inner arms of the SRFF show sufficient loading to prevent separation between valve train components or HLA “pump-up” at all engine speeds. Pump-up occurs when the HLA compensates for valve bounce or valve deflection that leaves the valve open on the camshaft base circle. In order to provide an understanding of the distribution over a range of engine speeds, minimum, maximum and average closing speeds are shown. The high lift closing speed is shown in FIG. High lift closure rate is meet the design goal (target). The range of values varies approximately by 250 mm / s between the minimum and maximum values at 7500 rpm, while staying reliably within the target range.
鋳鉄製カムシャフトの結果
第1の試験では、鋳鉄製カムシャフトローブが使用され、スライダーパッドの表面仕上げと、2つの角度アラインメント構成が比較された。結果は、表2にまとめられている。この表には、鋳鉄製カムシャフトで試験されたスライダーパッドの開先角度と表面仕上げ条件との組合せが要約されている。それぞれの組合せは、最大負荷条件と、最大負荷条件の125%で試験された。リストに挙げられた値は、試験の間にそれぞれの組合せで達成されたエンジン寿命の回数を表す。
Cast Iron Camshaft Results In the first test , a cast iron camshaft lobe was used to compare the slider pad surface finish and the two angular alignment configurations. The results are summarized in Table 2. The table summarizes the combinations of slider pad groove angles and surface finish conditions tested on cast iron camshafts. Each combination was tested at maximum load conditions and 125% of maximum load conditions. The value listed is the number of engine lifetimes achieved in each combination during the test.
鋼製カムシャフトの試験結果
次のセットの試験では、鋼性カムシャフトローブが使用された。試験された組合せと結果の概要は、表3にまとめられている。カムシャフトローブは、次の4つの異なる条件で試験された。すなわち、(1)平坦な研削仕上げ表面、(2)クラウン付きローブで、研削仕上げ表面、(3)最小のクラウン付きローブで、研磨仕上げ表面、(4)公称のクラウン付きローブで、研磨仕上げ表面である。クーポン上のスライダーパッドは、DLCコーティング前に研磨され、次の3つの角度で試験された。すなわち、(1)平坦(0.5度を下回る開先角度)、(2)0.2度の開先角度、(3)0.4度の開先角度、である。全てのカムシャフトに対する負荷は、最大設計レベル、または、最大設計レベルの125%に設定された。
Steel camshaft test results In the next set of tests, steel camshaft lobes were used. A summary of the combinations tested and the results are summarized in Table 3. The camshaft lobe was tested under four different conditions: That is, (1) a flat grinding surface finish, (2) class U down with lobes, finish grinding surface (3) with minimum crowned lobes, polished surface, (4) at nominal crowned lobes, polished Finished surface. The slider pad on the coupon was polished before DLC coating and tested at the following three angles. That is, (1) flat (groove angle below 0.5 degrees), (2) groove angle of 0.2 degrees, and (3) groove angle of 0.4 degrees. The load on all camshafts was set at the maximum design level or 125% of the maximum design level.
最大設計負荷の125%における研削された平坦な鋼製カムシャフトローブと0.4度開先角度のクーポンの試験サンプルは、1寿命を超えなかった。最大設計負荷で試験されたサンプルは、1寿命続いたが、コーティイング上に同様の効果が見られた。0.2度と平坦なサンプルは、より良好であるが、2寿命を超えなかった。 Test samples of flat steel camshaft lobe and 0.4 ° open destination angle of coupons ground at 125% of the maximum design load did not exceed 1 life. Samples tested at maximum design load lasted one life, but a similar effect was seen on the coating. Samples as flat as 0.2 degrees were better but did not exceed 2 lives.
この試験の後、研削、平坦、鋼性カムシャフトローブ、及び、0.2度の開先角度のクーポン、及び平坦なクーポンで試験をした。コーティング損失を観察する前の時間は、0.2度のサンプルで1.6寿命だった。平坦なクーポンは、僅かに長い1.8寿命を達成した。平坦なサンプルのDLC損失のパターンは、非一様であり、最大の損失は接触パッチの外にあった。接触パッチの外にコーティングの損失があることは、スライダーパッドが被る応力が、その幅にわたって非均一であったことを示す。この現象は、「エッジ効果」として知られている。2つの揃えられた要素のエッジにおける応力を低減するための解決法は、要素のうちの1つにクラウン型のプロファイルを付加することである。SRFFを使用する応用例では、カムシャフトにクラウン付きプロファイルが付加されている。 After this test, grinding, flat, steel properties camshaft lobe, and 0.2 degrees included angle of coupons, and tested in flat coupons were. The time before observing the coating loss was 1.6 life for the 0.2 degree sample. Flat coupon achieved a slightly longer 1.8 life. The pattern of DLC loss for the flat sample was non-uniform and the maximum loss was outside the contact patch. That there is outside the loss of the coating of the contact patch, it indicates that stress experienced by the slider pads was nonuniform I were I to its width. This phenomenon is known as the “edge effect”. A solution to reduce the stress at the edges of two aligned elements is to add a crown-shaped profile to one of the elements. In an application using SRFF, a profile with a crown is added to the camshaft.
この節では、クーポンからSRFLの外側アームまで、スライダーパッドの製造法の開発について説明する。 This section describes the development of a slider pad manufacturing method from coupons to SRFL outer arms.
ここで、図30A、図30B、及び図99を参照すると、ねじりバネ1124は、略台形状のワイヤ397から構成される。この台形は、巻回工程の間に力が印加されると、ワイヤ397が略四角形の形状に変形することが可能なように構成されている。ねじりバネ1124が巻回された後、結果として生じるワイヤの形状は、略四角形の断面形状を備える第1ワイヤ396と同様のものである。図99に示す2つのねじりバネの実施形態は、複数のコイル398,399の断面として示されている。好適な実施形態において、ワイヤ396は、この例では垂直な辺402、404として示されている2つの長辺と、上辺401及び底辺403とを備えた四角形の断面形状を有する。コイルの上辺401と底辺403の平均長の、辺402と辺404の平均長に対する比率は、1未満の任意の値とすることができる。この比率によって、コイル398の上辺401と底辺403の平均長に等しい直径を備えた円形ワイヤを使用して巻回されたバネよりも、曲げのコイル軸400に沿った大きな剛性が生じる。別の実施形態において、ワイヤの断面は、長い上辺401と短い底辺403とを備えた略台形状を有する。
Here, referring to FIG. 30A, FIG. 30B, and FIG. 99, the
SRFF−1L1100の構成にあたっては、システムが無リフトモードにあるときのポンプアップに対する考慮も追加される。SRFF−1L1100が無リフトモードにあるときのDFHLA110のポンプアップによって、ラッチ1202が内側アーム1108に再係合できる位置に内側アーム1108が復帰しない状況が発生する可能性がある。
In the configuration of the SRFF-
Claims (20)
第1の外側サイドアーム及び第2の外側サイドアームを含む外側アームと、
第1の内側サイドアーム、第2の内側サイドアーム、及びカムの単一のリフトローブからロッカーアームへ運動を伝達するように構成されたカム接触部材を含む内側アームと、を含み、内側アームは、第1の外側サイドアームと第2の外側サイドアームの間に配置され、カム接触部材は、第1の内側サイドアームと第2の内側サイドアームの間に配置され、
内側アームを外側アームに固定するピボット軸をさらに含み、ピボット軸は、内側アームの外側アームに対するピボット軸回りの回転運動が可能なように構成され、
外側アームに固定され、カム接触部材と付勢接触する少なくとも1つの付勢バネをさらに含む、ことを特徴とするロッカーアーム。 A rocker arm that engages a cam with a single lift lobe per valve,
An outer arm including a first outer side arm and a second outer side arm;
A first inner side arm, a second inner side arm, and an inner arm including a cam contact member configured to transfer motion from a single lift lobe of the cam to the rocker arm, the inner arm comprising: The cam contact member is disposed between the first inner side arm and the second inner side arm, and is disposed between the first outer side arm and the second outer side arm.
A pivot shaft that secures the inner arm to the outer arm, the pivot shaft being configured to allow rotational movement about the pivot axis relative to the outer arm of the inner arm;
A rocker arm, further comprising at least one biasing spring fixed to the outer arm and biased into contact with the cam contact member.
第1の外側サイドアーム及び第2の外側サイドアームを含む外側アームと、
第1の内側サイドアーム及び第2の内側サイドアームを含む内側アームと、を含み、内側アームは、第1の外側サイドアームと第2の外側サイドアームの間に配置され、
カムの単一のリフトローブからロッカーアームへ運動を伝達するように構成されたカム接触部材をさらに含み、カム接触部材は、第1の内側アームと第2の内側アームの間に配置されて、ベアリング軸に取り付けられており、
内側アームを外側アームに固定するピボット軸をさらに含み、ピボット軸は、内側アームの外側アームに対するピボット軸回りの回転運動が可能なように構成され、
外側アームに固定され、カム接触部材と付勢接触する少なくとも1つの付勢バネをさらに含む、ことを特徴とするロッカーアーム。 A rocker arm that engages a cam having a single lift lobe,
An outer arm including a first outer side arm and a second outer side arm;
An inner arm including a first inner side arm and a second inner side arm, the inner arm being disposed between the first outer side arm and the second outer side arm,
A cam contact member configured to transfer motion from a single lift lobe of the cam to the rocker arm, the cam contact member disposed between the first inner arm and the second inner arm; Attached to the bearing shaft,
A pivot shaft that secures the inner arm to the outer arm, the pivot shaft being configured to allow rotational movement about the pivot axis relative to the outer arm of the inner arm;
A rocker arm, further comprising at least one biasing spring fixed to the outer arm and biased into contact with the cam contact member.
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